Monogenně dědičná onemocnění Klinická genetika Monogenně dědičná onemocnění

Typy dědičnosti Autosomálně doninantní - AD Autosomálně recesivní - AR X- dominantní - XD X-recesivní - XR Mitochondriální Multifaktoriální

Autosomálně Dominantní dominantní alela je na autosomu vertikální typ dědičnosti postižený mívá stejně postiženého jednoho rodiče poměr pohlaví 1:1 nemocní jsou heterozygoti riziko opakování pro potomky a sourozence postiženého 50%

Rodokmen AD dědičnost 00 50% riziko pro děti nemocného bez rozdílu pohlaví Děti zdravého jsou zdravé A0 A0 AA A0 00 zdravý KS - 0 nemocný KS - A AA 00 A0 00

Kodominantní dědičnost KS A a B KS A a B jsou kodominantně dědičné KS 0 je recesivní vůči skupinám A i B AB B0 00 A0 BB B0 BB

AD - Pozor! variabilní expresivita neúplná penetrance nové mutace zdraví členové rodiny mají většinou zdravé děti

AD - příklady Marfanův syndrom Huntingtonova chorea Neurofibromatosa I Chondrodystrofie Polycystické onemocnění ledvin adultní typ Ektrodaktylie

Huntingtonova chorea AD, lokalizace 4p presenilní demence, atetoidní mimovolní pohyby amplifikační mutace - expanze CAG 30-100x nástup v dospělosti asociované problémy

Huntingtonova chorea diagnostické testování testování osob v riziku genetické poradenství prenatální diagnostika

Autosomálně Recesivní recesivní alela na autosomu horizontální typ dědičnosti riziko pro sourozence 25% poměr pohlaví 1:1 postižení se objeví pouze u homozygotů častější u příbuzenských sňatků

Rodokmen AR dědičnost Riziko postižení dalšího dítěte dvou přenašečů 25% bez rozdílu pohlaví 50% dětí dvou přenašečů jsou zdraví přenašeči přenašeč přenašečka nemocný zdravý

AR - příklady cystická fibrosa fenylketonurie adrenogenitální syndrom velká část dědičných poruch metabolismu nejčastější typ dědičnosti u vrozené hluchoty

Cystická fibrosa chronické komplikované respirační potíže nosní polypy, záněty dutin insuficience pankreatu neprospívání mekoniový ileus hepatopathie atypické formy

Cystická fibrosa Autosomálně recesivně dědičné onemocnění - jedno z nejčastějších u bělochů Gen CFTR - transmembrane conductance regulator Lokalizace 7q31,1

Cystická fibrosa Lokalizace 7q dýchací trakt Lokalizace 7q Frekvence nemocných v ČR cca 1/2000 – 1/3000 Frekvence přenašečů v ČR cca 1/25-1/29 Gen zmapován v roce 1989 V roce 2002 známo 1002 mutace játra pankreas tenké střevo reprodukce potní žlázy

Rozložení mutací v CFTR genu Závažnost CF závisí na lokalizaci mutace nejzávažnější v : EX 10, 11, 12, 20, 21 - kódují NBD domény EX 3, 4, 7 - kódují transmembránové domény

Klinické příznaky Respirační trakt GIT Iontová dysbalance, chloridy v potu Poruchy reprodukce Poruchy růstu

Průběh onemocnění Typické formy Atypické formy

Přirozený průběh V době stanovení diagnosy průměrný věk 6-8 měsíců, 66% do 1 roku Závažnost limituje především postižení plic Medián přežití v roce 1976 - 18 let, v roce 1995 - 30 let, od 1990 velmi malé zlepšení Klinická heterogenita na základě mutací CFTR genu

Respirační trakt Recidivující pneumonie Recidivující bronchitidy Recidivující sinusitidy Nosní polypy Opakované otitidy Staphylokokové a pseudomonádové infekce, osídlení

Symptomatičtí přenašeči Respirační infekce, chronické sinusitidy jsou pravděpodobně významně častější u heterozygotů - nosičů 1 mutace v CFTR genu Lze předpokládat, že tito přenašeči mají vrozenou predispozici k vývoji chronických respiračních infekcí

GIT Prenatální záchyt susp. atresie GIT Mekoniový ileus, střevní obstrukce Prolaps rekta Objemné zapáchající stolice Neprosívání Hepatopathie, pankreatitis, cholelithiasis Deficit vitamínů rozpustných v tucích - intrakraniální krvácení do 3 měsíců

Potní testy Zvýšení Cl v potu pouze u typických těžkých forem, souvisí se zachováním funkce CFTR genu

Poruchy reprodukce Snížení plodnosti nebo sterilita u mužů Congenital bilateral / unilateral absence of the vas deferens - CBAVD

Funkce CFTR genu CF s pankreatickou insuficiencí, zvýšené Cl v potu - funkce pod 1% CF bez pankreatické insuficience, zvýšení Cl v potu bývá, často jen hraniční, někdy normální nález - funce 1-5% Atypická CF - mohou být normální Cl v potu - funce 10 %

Indikační skupiny CF – podezření na cystickou fibrosu, CF v rodě Infertilita – opakované aborty, sterilita, neúspěšné IVF cykly Vyšetření dárců gamet PS -vyšetření příbuzných partnerů Jiná zátěž v rodě

Nejčastější mutace CFTR genu v české populaci MUTACE ČETNOST VÝSKYTU U CF PAC. EXON V ČR 1. dF508 68,8% 10 2. CFTRdele 2,3 (21kb) 4,64% 2, 3 3. G551D 4,03% 11 4. N1303K 3,02% 21 5. G542X 2,22% 11 6. 1898+1 G-A 2,04% intron 7. 2143delT 1,11% 12 8. R347P 0,74% 7 9. W1282X 0,55% 20 10. E92X 0,37% 4 11. R1162X 0,37% 19

Strategie vyšetření Od roku 1992 nejčastější mutace dF508 Od roku 1997 dF508 + screening exonu 11 – mutace G542X, G551D a R553X Od roku 2000 základní mutační analýza – mutace dF508, G542X, G551D, R553X + od roku 2000 mutace CFTR dele 2,3(21kb) U pacientů s podezřením na CF a u partnerů heterozygotů rozšířená mutační analýza – 8 ev.12 + 17 + CFTR dele 2,321kb) - celkem 30 mutací Sekvenace celého CFTR genu Prenatální diagnostika Preimplantační genetická diagnostika - příprava

Strategie genetického vyšetření dF508 - 68,8% 5 mutací - cca 80% 8 mutací 12 mutací 30 mutací - cca 95% skrínovací metody, sekvenace nepřímá DNA analýza

Základní mutační analýza Mutace lokalizace dF508 ex 10 del2,3(21kb) ex 2,3 G542X ex 11 G551D ex 11 R553X ex 11 Frekvence v ČR cca 80%

Rozšířená analýza Inno-lipa 8 mutací Ex 10…..dF508, dl507 Ex 20…..W1282X Ex11..…G542X,G551D 1717-1 (GtoA), R553X Ex 21…..N1303K Frekvence cca 85% Inno-lipa 12 mutací Ex 10……dF508, dl507 In10/ex11…G542X, 1717-1G-A, G551D, R553X , R560T, Q552X Ex 20……W1282X, S1251N, 3905insT Ex 21 ……N1303K + CFTRdele 2,3(21kb) Frekvence cca 85 %

Inno-lipa 17 mutací Ex 3…394delTT, G85E, E60X Ex/in4…621+1GtoT, R117H Ex 7…1078delT, R347P, R334W Ex 13…2143delT, 2183AAtoG, 2184delA In 5…711+5GtoA In 14b…2789+5GtoA Ex 19…R1162X 3659delC In 19…3849+10kbCtoT In 8/Ex 9…A455E, 5T, 7T, 9T 12+17+CFTRdele(2,3) Frekvence cca 95%

Výsledky OLG Brno 1992-2002 Year 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 92-02 No. 25 66 175 207 242 291 424 402 480 552 717 3581 mt/ non 6 15 35 42 43 44 52 46 51 411 mt/mt 4 9 8 5 7 3 64 No - Nomber of examinations od CFTR gene, mt/non- heterozygots, mt/mt – patients with cystic fibrosis

Genotyp heterozygotů Genotype No. % dF508 / non 297 72,3 N1303K / non 0,7 5T / non 25 6,0 4374+1/non G542X / non 24 5,8 2668del11ins13 2 0,5 dele 2,3 / non 21 5,1 1898+1G-A/n 3849+10 / non 7 1,7 711+5/non G551D / non 6 1,5 P1290/non R553X / non 5 1,2 3184insA/non 1 0,25 R347P / non 2184insA/non X / non 4 0,9 2143delT/non

Genotype CF pacientů

Základní analýza 1992-2002 Výsledky Mutation No. of chromosomes % dF508 379 70,3 CFTR dele 2,3,(21kb) 30 5,6 G542X G551D 10 1,9 R553X 7 1,3 Basis analysis 456 84,7 All mutations 539 100

Nejčastější mutace v CFTR genu Mutation Czech Republic OLG Brno dF508 68,8 % 70,32 % CFTR dele 2,3 4,64 % 5,56 % G551D 4,03 % 1,85 % N1303K 3,02 % 1,11 % G542X 2,22 % 1898+1 G-A 2,04 % 0,37 % 2143 del T R347 P 0,74 % 1,29 % W1282X 0,55 % E92X 0,37% 0 %

Etnické skupiny Skupina % dF508 Běloši 70 Hispánci 46 Indiáni Pueblo 0 Indiáni Zuni 0 Afroameričané 48 Asijští Američané 30

Etnické skupiny Skupina Výskyt Nosičství Běloši 1na 3000 1 na 26 Hispánci 1 na 9000 1 na 46 Indiáni Pueblo 1 na 3970 Indiáni Zuni 1 na 1580 Afroameričané 1 na 15 300 1 na 60 Asijští Američané 1 na 32 100 1 na 90

Fenylketonurie AR, lokalizace 2q24.1 přenašeči 1/39, nemocní 1/8-9 000 porucha metabolismu Phe a Tyr novorozenecký screening molekulárně genetická diagnostika

Fenylketonurie léčba eliminační dietou bez léčby PMR léčba v graviditě - bez léčby riziko VVV plodu - CNS

AGS AR, lokalizace 6p přenašeči 1/40 více než 8 typů, nejčastěji deficit 21 hydroxylasy steroidů nedostatečná sekrece glukokortikoidů a mineralokortikoidů nadprodukce testosteronu

AGS šokový stav, rozvrat metabolismu iontů pubertas praecox VVV - virilizace genitálu plodu ženského pohlaví substituční léčba terapie v graviditě zabrání VVV genitálu mol. genetická, endokrinologická a biochemická diagnostika

X - Dominantní dominantní alela je vázána na X chromosomu vzácný výskyt nikdy není přenos z otce na syna Incontinentia pigmenti Vitamin D resistentní rachitis

X- Recesivní postižený je většinou muž, jeho synové jsou zdraví a dcery jsou přenašečky onemocnění ženy-přenašečky mají 1/2 synů nemocných a 1/2 dcer přenašeček vzácně výskyt u žen - dcera postiženého muže a ženy přenašečky, ženy s karyotypem 45,X, 46,XY, female….

Rodokmen X- recesivní dědičnost Žena přenašečka má 50% nemocných synů a 50% dcer přenašeček Nemocný muž má všechny syny zdravé a všechny dcery přenašeček XY XX XY XY

XR - příklady Hemofilie A a B Duchenneova / Beckerova svalová dystrofie některé typy metabolických poruch některé typy hluchoty

Hemofilie A XR, lokalizace Xq28, 1/5000 mužů Nedostatek faktoru VIII - krvácivé projevy těžká hemofilie pod 1% léčba substituční molekulárně genetické vyšetření - přímá i nepřímá DNA dg. vyhledávání žen - přenašeček prenat. dg. - zábrana komplikací po porodu

Hemofilie B XR lokalizace Xq26 frekvence asi 1/25 000

DMD/BMD XR, lokalizace Xp21 incidence u chlapců asi 1/3-6 000 dystrofinopathie - chybění proteinu dystrofin ve svalových buňkách DMD -progresivní dystrofie, úmrtí kolem 20 roku věku BMD - pomalá progrese

DMD/BMD molekulárně genetické vyšetření - 60% mutací jsou velké delece vyhledávání žen přenašeček - nepřímá DNA diagnostika, neurologie, UZ, emg, biochemie ( JT, CK), svalová biopsie - imunohistochemické vyšetření, FISH prenatální dg.

Syndrom fragilního X X vázané onemocnění, lokalizace Xq27 1/1000 mužů nejčastější příčina PMR u mužů po M. Down kraniofaciální dysmorfie, makrocefalie, makroorchidismus amplifikační mutace X premutace

Obvyklý rodokmen Riziko pro další dítě ??? Riziko pro děti zdravého sourozence ??? Riziko pro děti nemocného ??? ??? ??? ??? ???

Molekulárně genetická vyšetření detekce mutací vyhledávání asymptomatických přenašečů vyhledávání přenašeček X-vázaných onemocnění identifikace jedinců – paternita testování predispozice k onemocnění s rodinným výskytem prenatální diagnostika onkogenetika

Podmínky DNA diagnostiky Přesná klinická diagnosa – především při užití nepřímé diagnostiky Protokolární postupy – diagnostická kriteria Informovaný souhlas pacienta Genetické poradenství – etické aspekty Spolupráce genetické poradny a klinického pracoviště

DNA diagnostika Přímá – může potvrdit nebo vyloučit klinickou diagnosu Nepřímá – segregační – nepotvrdí diagnosu, musí se zakládat na přesné klinické diagnose

Prenatální diagnostika Genetické poradenství Vyšetření rodiny před plánovaným těhotenstvím – informativní rodina Plánované vyšetření Preimplantační diagnostika Etika

Molekulárně genetická diagnostika V ČR a ve světě www. uhkt.cz EDDNAL OMMIM